पदार्थ कोशिका में कैसे प्रवेश करते हैं। क्या क्रीम त्वचा में प्रवेश करती है
6.3. प्रवेश तंत्र पोषक तत्वएक पिंजरे में
कोशिका में पदार्थों के परिवहन में मुख्य बाधा साइटोप्लाज्मिक झिल्ली (सीपीएम) है, जिसमें चयनात्मक पारगम्यता होती है। सीपीएम न केवल कोशिका में पदार्थों के प्रवेश को नियंत्रित करता है, बल्कि पानी से बाहर निकलने, विभिन्न चयापचय उत्पादों और आयनों को भी नियंत्रित करता है, जो कोशिका के सामान्य कामकाज को सुनिश्चित करता है।
कोशिका में पोषक तत्वों के परिवहन के लिए कई तंत्र हैं: सरल प्रसार, सुगम प्रसार और सक्रिय परिवहन।
सरल विस्तार - किसी वाहक की सहायता के बिना किसी पदार्थ के अणुओं का कोशिका में प्रवेश। इस प्रक्रिया की प्रेरक शक्ति पदार्थ की सांद्रता प्रवणता है, अर्थात, सीपीएम के दोनों किनारों पर इसकी सांद्रता में अंतर - बाहरी वातावरण और कोशिका में। पानी के अणु, कुछ गैसें (आणविक ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन), कुछ आयन, जिनकी सांद्रता बाहरी वातावरण में कोशिका की तुलना में अधिक होती है, निष्क्रिय प्रसार द्वारा सीपीएम के माध्यम से चलते हैं। निष्क्रिय स्थानांतरण तब तक होता है जब तक कि साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के दोनों किनारों पर पदार्थों की सांद्रता बराबर न हो जाए। आने वाला पानी कोशिका भित्ति के खिलाफ कोशिका द्रव्य और CPM को दबाता है और कोशिका भित्ति पर कोशिका में एक आंतरिक दबाव बनता है, जिसे कहा जाता है तुगोरसरल विसरण बिना ऊर्जा व्यय किए होता है। ऐसी प्रक्रिया की गति नगण्य है।
अधिकांश पदार्थ वाहकों की भागीदारी से ही कोशिका के अंदर प्रवेश कर सकते हैं - विशिष्ट प्रोटीन जिन्हें कहा जाता है अनुमति देता हैऔर साइटोप्लाज्मिक झिल्ली पर स्थानीयकृत। परमीज विलेय के अणुओं को पकड़कर कोशिका की भीतरी सतह पर ले जाता है। वाहक प्रोटीन की मदद से, विलेय को सुगम प्रसार और सक्रिय परिवहन द्वारा ले जाया जाता है।
सुविधा विसरण वाहक प्रोटीन की सहायता से एक सांद्रता प्रवणता के साथ होता है। निष्क्रिय प्रसार की तरह, यह ऊर्जा की खपत के बिना आगे बढ़ता है। इसकी दर घोल में पदार्थों की सांद्रता पर निर्भर करती है। यह माना जाता है कि कोशिका से चयापचय उत्पादों की रिहाई भी सुगम प्रसार द्वारा की जाती है। सुगम प्रसार के माध्यम से, मोनोसेकेराइड और अमीनो एसिड कोशिका में प्रवेश करते हैं।
सक्रिय ट्रांसपोर्ट - सांद्रता प्रवणता की परवाह किए बिना विलेय का परिवहन किया जाता है। इस प्रकार के पदार्थों के परिवहन के लिए ऊर्जा (एटीपी) की आवश्यकता होती है। सक्रिय परिवहन के साथ, कोशिका में पदार्थों के प्रवेश की दर पोषक माध्यम में कम सांद्रता पर भी अधिकतम तक पहुँच जाती है। सक्रिय परिवहन के परिणामस्वरूप अधिकांश पदार्थ सूक्ष्मजीवों की कोशिका में प्रवेश करते हैं।
प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स उनके परिवहन तंत्र में भिन्न होते हैं। प्रोकैरियोट्स में, पोषक तत्वों का चयनात्मक सेवन मुख्य रूप से सक्रिय परिवहन द्वारा किया जाता है, और यूकेरियोट्स में, सुगम प्रसार द्वारा, और कम अक्सर सक्रिय परिवहन द्वारा किया जाता है। सेल से उत्पादों की रिहाई सबसे अधिक बार सुगम प्रसार द्वारा की जाती है।
6.4. पोषक तत्वों की जरूरतें और पोषक तत्वों के प्रकार के सूक्ष्मजीव
विभिन्न प्रकार के पदार्थ जिनकी सूक्ष्मजीवों को कोशिका के मूल कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण, वृद्धि, प्रजनन और ऊर्जा के लिए आवश्यकता होती है और उपभोग करते हैं, कहलाते हैं पोषक तत्व औरपोषक तत्वों से युक्त वातावरण कहलाता है पोषक माध्यम।
सूक्ष्मजीवों की पोषक आवश्यकताएं विविध हैं, लेकिन आवश्यकताओं की परवाह किए बिना, पोषक माध्यम में सभी शामिल होने चाहिए आवश्यक तत्व, जो सूक्ष्मजीवों की कोशिकाओं में मौजूद होते हैं, और ऑर्गेनोजेनिक तत्वों का अनुपात कोशिका में इस अनुपात के लगभग अनुरूप होना चाहिए।
हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के स्रोत पानी, आणविक हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के साथ-साथ इन तत्वों से युक्त रसायन हैं। मैक्रोन्यूट्रिएंट्स के स्रोत हैं खनिज लवण(पोटेशियम फॉस्फेट, मैग्नीशियम सल्फेट, आयरन क्लोराइड, आदि)।
कार्बन और नाइट्रोजन के स्रोत कार्बनिक और अकार्बनिक यौगिक दोनों हो सकते हैं।
सूक्ष्मजीवों के स्वीकृत वर्गीकरण के अनुसार परखाने की किस्म वे कार्बन स्रोत, ऊर्जा स्रोत और इलेक्ट्रॉन स्रोत (ऑक्सीकृत सब्सट्रेट की प्रकृति) के आधार पर समूहों में विभाजित हैं।
निर्भर करना कार्बन स्रोत सूक्ष्मजीवों में विभाजित हैं:
* स्वपोषक(स्व-भोजन), जो अकार्बनिक यौगिकों (कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बोनेट) से कार्बन का उपयोग करते हैं;
* विषमपोषणजों(दूसरों की कीमत पर खिलाएं) - कार्बनिक यौगिकों से कार्बन का उपयोग करें।
निर्भर करना ऊर्जा स्रोत अंतर करना:
* फोटोट्रॉफ़्स - सूक्ष्मजीव जो सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा को ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं;
* रसोपोषी -इन सूक्ष्मजीवों के लिए ऊर्जा सामग्री विभिन्न प्रकार के कार्बनिक और हैं अकार्बनिक पदार्थ.
निर्भर करना इलेक्ट्रॉन स्रोत (ऑक्सीकरण की प्रकृति
सब्सट्रेट सूक्ष्मजीवों में विभाजित हैं:
* लिथोट्रॉफ़्स -अकार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण करते हैं और इस प्रकार ऊर्जा प्राप्त करते हैं;
* ऑरगानोट्रोफ़्स -वे कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण करके ऊर्जा प्राप्त करते हैं।
सूक्ष्मजीवों में, सबसे आम सूक्ष्मजीव जिनमें निम्न प्रकार के पोषण होते हैं:
फोटोलिथोऑटोट्रॉफी -रोगाणुओं की पोषण विशेषता का प्रकार जो कार्बन डाइऑक्साइड से कोशिका पदार्थों को संश्लेषित करने के लिए प्रकाश की ऊर्जा और अकार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण की ऊर्जा का उपयोग करते हैं।
फोटोऑर्गनोहेटरोट्रॉफी -सूक्ष्मजीवों का इस प्रकार का पोषण, जब प्रकाश ऊर्जा के अलावा, कार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण की ऊर्जा का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड से कोशिका पदार्थों के संश्लेषण के लिए आवश्यक ऊर्जा प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
केमोलिटोऑटोट्रॉफी - पोषण का प्रकार जिसमें सूक्ष्मजीव अकार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण से ऊर्जा प्राप्त करते हैं, और अकार्बनिक यौगिक कार्बन के स्रोत होते हैं।
फोटोऑटोट्रॉफ़्स → फोटोलिथोऑटोट्रॉफ़्स
फोटोऑर्गनोऑटोट्रॉफ़्स
प्रकाशपोषी
फोटोऑर्गनोहेटरोट्रॉफ़्स
सूक्ष्मजीवों
केमोऑर्गनोहेटरोट्रॉफी -सूक्ष्मजीवों के पोषण का प्रकार जो कार्बनिक यौगिकों से ऊर्जा और कार्बन प्राप्त करते हैं। खाद्य उत्पादों में पाए जाने वाले सूक्ष्मजीवों में ठीक इसी प्रकार का पोषण होता है।
कार्बन से परे आवश्यक तत्वपोषक माध्यम नाइट्रोजन है। स्वपोषी आमतौर पर खनिज यौगिकों से नाइट्रोजन का उपयोग करते हैं, और विषमपोषी अकार्बनिक नाइट्रोजन यौगिकों के अलावा अमोनियम लवण का उपयोग करते हैं। कार्बनिक अम्ल, अमीनो एसिड, पेप्टोन और अन्य यौगिक। कुछ विषमपोषी वायुमंडलीय नाइट्रोजन को आत्मसात करते हैं (नाइट्रोजन फिक्सर)।
ऐसे सूक्ष्मजीव हैं जो स्वयं एक या दूसरे कार्बनिक पदार्थ (उदाहरण के लिए, अमीनो एसिड, विटामिन) को संश्लेषित करने में सक्षम नहीं हैं। ऐसे सूक्ष्मजीवों को कहा जाता है औक्सोट्रोफिकइस पदार्थ के लिए . पदार्थ जो विकास में तेजी लाने के लिए जोड़े जाते हैं और चयापचय प्रक्रियाएंबुलाया वृद्धि पदार्थ।
आत्मनिरीक्षण के लिए प्रश्न
1. आप जीवित प्राणियों को खिलाने के कौन से तरीके जानते हैं?
2. "बाह्यकोशिकीय पाचन" क्या है?
3. वे कौन से तंत्र हैं जिनके द्वारा पोषक तत्व कोशिका में प्रवेश करते हैं?
4. सरल प्रसार और सुगम प्रसार में क्या अंतर है?
5. पर सक्रिय परिवहन से निष्क्रिय और सुगम प्रसार के बीच आवश्यक अंतर क्या है?
6. कोशिका में विलेय के परिवहन में परमीज की क्या भूमिका है?
7. कोशिका में पानी और गैसों के प्रवेश की क्रियाविधि क्या है?
8. वे कोशिका में कैसे जाते हैं साधारण शर्कराऔर अमीनो एसिड?
9. पदार्थों के परिवहन के तंत्र में प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स कैसे भिन्न होते हैं?
10. "ऑर्गेनोजेनिक तत्व" क्या हैं?
11. मैक्रोन्यूट्रिएंट्स क्या हैं?
12 . सूक्ष्मजीवों के लिए पोषक तत्वों की क्या आवश्यकता है?
13 . कार्बन और ऊर्जा के स्रोत के आधार पर सूक्ष्मजीवों को कैसे वर्गीकृत किया जाता है?
14. "कीमोऑर्गनोहेटरोट्रॉफ़्स" क्या हैं?
16 . आप किस प्रकार के भोजन को जानते हैं?
17 . नाइट्रोजन स्थिरीकरण करने वाले सूक्ष्मजीव क्या हैं?
18. "ऑक्सोट्रोफिक सूक्ष्मजीव" क्या हैं?
साहित्य
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"परिचय सामान्य जीव विज्ञानऔर पारिस्थितिकी। ग्रेड 9. एए कमेंस्की (जीडीजेड)
सेल के लक्षण। कोशिका झिल्ली
प्रश्न 1. कोशिका की बाहरी झिल्ली के क्या कार्य हैं?
बाहरी कोशिका झिल्ली में एक डबल लिपिड परत और प्रोटीन अणु होते हैं, जिनमें से कुछ सतह पर स्थित होते हैं, और कुछ लिपिड की दोनों परतों के माध्यम से और उसके माध्यम से प्रवेश करते हैं। प्लाज्मा झिल्ली के कार्य:
1. परिसीमन। प्लाज्मा झिल्ली बिना किसी रुकावट के कहीं भी बंद सिस्टम बनाती है, यानी। उनके पास कोई राइजर नहीं है, इसलिए वे अंदर से अलग करते हैं वातावरण. उदाहरण के लिए, कोशिका झिल्ली साइटोप्लाज्म की सामग्री को भौतिक और रासायनिक क्षति से बचाती है।
2. परिवहन - एक आवश्यक कार्यझिल्ली की कोशिका में या बाहर जाने की क्षमता से संबंधित है विभिन्न पदार्थ, इसकी संरचना की स्थिरता बनाए रखने के लिए यह आवश्यक है, अर्थात। होमोस्टैसिस (ग्रीक होमोस - समान और ठहराव - अवस्था)।
3. संपर्क करें। ऊतकों और अंगों की संरचना में, कोशिकाओं के बीच जटिल विशेष संरचनाएं बनती हैं - अंतरकोशिकीय संपर्क।
4. कई कोशिकाओं की प्लाज्मा झिल्ली विशेष संरचनाएं (माइक्रोविली, सिलिया, फ्लैगेला) बना सकती है।
5. प्लाज्मा झिल्ली पर विद्युत क्षमता में अंतर पैदा होता है। उदाहरण के लिए, स्तनधारी एरिथ्रोसाइट्स के ग्लाइकोप्रोटीन उनकी सतह पर एक नकारात्मक चार्ज बनाते हैं, जो उन्हें एग्लूटीनेटिंग (एक साथ चिपके हुए) से रोकता है।
6. रिसेप्टर। यह अभिन्न प्रोटीन के अणुओं द्वारा प्रदान किया जाता है जिनमें पॉलीसेकेराइड बाहर की तरफ होता है। झिल्ली है बड़ी संख्यारिसेप्टर्स विशेष प्रोटीन होते हैं जिनकी भूमिका कोशिका के अंदर से बाहर से संकेतों को संचारित करने की होती है। ग्लाइकोप्रोटीन मान्यता में शामिल हैं व्यक्तिगत कारकपर्यावरण और इन कारकों के लिए कोशिकाओं की प्रतिक्रिया में। उदाहरण के लिए, अंडा और शुक्राणु एक दूसरे को ग्लाइकोप्रोटीन द्वारा पहचानते हैं जो एक अभिन्न संरचना के अलग-अलग तत्वों के रूप में एक साथ फिट होते हैं (स्टीरियोकेमिकल कनेक्शन जैसे "ताला की कुंजी") - यह वह चरण है जो निषेचन से पहले होता है।
7. प्लाज्मा झिल्ली संश्लेषण और उत्प्रेरण में भाग ले सकती है। झिल्ली एंजाइमों के सटीक स्थान का आधार है। हाइड्रोलाइटिक एंजाइम ग्लाइकोकैलिक्स परत में अवक्षेपित हो सकते हैं, जो विभिन्न बायोपॉलिमर और कार्बनिक अणुओं को झिल्ली या बाह्य कोशिकीय क्लेवाज करते हैं। इस प्रकार बाह्यकोशिकीय दरार हेटरोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया और कवक में आगे बढ़ती है। स्तनधारियों में, उदाहरण के लिए, आंतों के उपकला में, चूषण उपकला के ब्रश सीमा के क्षेत्र में, एक बड़ी संख्या कीविभिन्न एंजाइम (एमाइलेज, लाइपेज, विभिन्न प्रोटीन, एक्सोहाइड्रॉलिस, आदि), अर्थात्। पार्श्विका पाचन किया जाता है।
प्रश्न 2. विभिन्न पदार्थ किस प्रकार कोशिका में प्रवेश कर सकते हैं?
पदार्थ बाहरी कोशिका झिल्ली में कई तरह से प्रवेश कर सकते हैं। सबसे पहले, प्रोटीन अणुओं द्वारा गठित सबसे पतले चैनलों के माध्यम से, छोटे पदार्थों के आयन, जैसे सोडियम, पोटेशियम और कैल्शियम आयन, कोशिका में जा सकते हैं। यह तथाकथित निष्क्रिय परिवहन प्रसार, परासरण और सुगम प्रसार द्वारा ऊर्जा व्यय के बिना आगे बढ़ता है। दूसरे, पदार्थ फागोसाइटोसिस या पिनोसाइटोसिस द्वारा कोशिका में प्रवेश कर सकते हैं। बायोपॉलिमर के बड़े अणु फागोसाइटोसिस के कारण झिल्ली के माध्यम से प्रवेश करते हैं, एक घटना जिसे पहली बार आई.आई. मेचनिकोव। तरल बूंदों को पकड़ने और अवशोषित करने की प्रक्रिया पिनोसाइटोसिस द्वारा होती है। फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस द्वारा, खाद्य कण आमतौर पर कोशिका में प्रवेश करते हैं।
प्रश्न 3. पिनोसाइटोसिस फागोसाइटोसिस से कैसे भिन्न है?
फागोसाइटोसिस (ग्रीक फागोस - भस्म करने के लिए, साइटोस - ग्रहण) एक कोशिका द्वारा बड़े कणों (कभी-कभी पूरी कोशिकाओं और उनके कणों) का कब्जा और अवशोषण है। इस मामले में, प्लाज्मा झिल्ली बहिर्गमन बनाती है, कणों को घेर लेती है और उन्हें रिक्तिका के रूप में कोशिका में ले जाती है। यह प्रक्रिया झिल्ली और एटीपी ऊर्जा की लागत से जुड़ी है।
पिनोसाइटोसिस (ग्रीक पिनो - पेय) - इसमें घुले पदार्थों के साथ तरल की बूंदों का अवशोषण। यह झिल्ली पर आक्रमण के गठन और झिल्ली से घिरे बुलबुले के गठन और उन्हें अंदर ले जाने के कारण किया जाता है। यह प्रक्रिया झिल्ली और एटीपी ऊर्जा की लागत से भी जुड़ी है। आंतों के उपकला का अवशोषण कार्य पिनोसाइटोसिस द्वारा प्रदान किया जाता है।
इस प्रकार, फागोसाइटोसिस के दौरान, कोशिका ठोस खाद्य कणों को अवशोषित करती है, और पिनोसाइटोसिस के दौरान, तरल बूंदों को। यदि कोशिका एटीपी को संश्लेषित करना बंद कर देती है, तो पिनो- और फागोसाइटोसिस की प्रक्रिया पूरी तरह से बंद हो जाती है।
प्रश्न 4. क्यों संयंत्र कोशिकाओंकोई फागोसाइटोसिस नहीं?
फागोसाइटोसिस के दौरान, उस स्थान पर जहां भोजन कण कोशिका के बाहरी झिल्ली को छूता है, एक आक्रमण बनता है, और कण एक झिल्ली से घिरे कोशिका में प्रवेश करता है। एक पादप कोशिका में कोशिका झिल्ली के ऊपर एक घनी, गैर-प्लास्टिक सेलुलोज झिल्ली होती है, जो फागोसाइटोसिस को रोकती है।
1. जंतुओं और पादप कोशिकाओं के कोशों में क्या अंतर है?
एक पादप कोशिका, कोशिका झिल्ली के अलावा, फाइबर की एक कोशिका भित्ति से भी ढकी होती है, जो इसे शक्ति प्रदान करती है।
2. कवक कोशिका किससे ढकी होती है?
कोशिका झिल्ली के अलावा कवक कोशिकाएं ढकी होती हैं कठिन खोल- एक कोशिका भित्ति, जिसमें 80-90% पॉलीसेकेराइड होते हैं (ज्यादातर यह चिटिन होता है)।
प्रशन
1. कोशिका की बाहरी झिल्ली के क्या कार्य हैं?
कोशिका झिल्ली कोशिका की आंतरिक सामग्री को बाहरी वातावरण से अलग करती है। यह कोशिका द्रव्य और नाभिक को क्षति से बचाता है, कोशिकाओं के बीच संचार प्रदान करता है, सेल के अंदर चुनिंदा रूप से गुजरता है आवश्यक पदार्थऔर कोशिका से उपापचयी उत्पादों को हटाता है।
2. विभिन्न पदार्थ किस प्रकार कोशिका में प्रवेश कर सकते हैं?
विशेष प्रोटीन सबसे पतले चैनल बनाते हैं जिसके माध्यम से पोटेशियम, सोडियम, कैल्शियम आयन और छोटे व्यास वाले कुछ अन्य आयन कोशिका में या बाहर जा सकते हैं। हालाँकि, बड़े कण झिल्ली चैनलों से नहीं गुजर सकते। अणुओं पोषक तत्व- प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड - फागोसाइटोसिस या पिनोसाइटोसिस की मदद से कोशिका में प्रवेश करते हैं।
3. पिनोसाइटोसिस फागोसाइटोसिस से कैसे भिन्न है?
पिनोसाइटोसिस केवल फागोसाइटोसिस से भिन्न होता है, इस मामले में, बाहरी झिल्ली का आक्रमण ठोस कणों को नहीं, बल्कि इसमें घुलने वाले पदार्थों के साथ तरल बूंदों को पकड़ता है।
4. पादप कोशिकाओं में फागोसाइटोसिस क्यों नहीं होता है?
चूँकि पादप कोशिकाएँ बाहरी कोशिका झिल्ली के ऊपर रेशे की घनी परत से ढकी होती हैं, इसलिए वे फ़ैगोसाइटोसिस द्वारा पदार्थों को नहीं पकड़ सकती हैं।
कार्य
1. अपने पैराग्राफ की योजना बनाएं।
1. सामान्य दृष्टि सेकोशिका की संरचना के बारे में
2. कोशिका झिल्ली के कार्य।
3. कोशिका झिल्ली की संरचना।
4. कोशिका झिल्ली के माध्यम से पदार्थों के परिवहन के तरीके।
2. पैराग्राफ के पाठ और अंक 22 और 23 का विश्लेषण करने के बाद, कोशिका झिल्ली की संरचना और कार्यों के बीच संबंध स्थापित करें।
प्लाज्मालेम्मा का आधार लिपिड की एक परत होती है, जिसमें अणुओं की दो पंक्तियाँ होती हैं। झिल्ली के गतिशील गुण उसके आणविक संगठन की गतिशीलता के कारण होते हैं। प्रोटीन और लिपिड झिल्ली में लगातार जुड़े हुए हैं और एक गतिशील, लचीला, अस्थायी रूप से एक संरचना में जुड़े हुए हैं, जो संरचनात्मक पुनर्व्यवस्था में सक्षम हैं। जब यह आसानी से बदल जाता है, उदाहरण के लिए, झिल्ली के घटकों की सापेक्ष स्थिति। इसके कारण, झिल्लियां अपना विन्यास बदल सकती हैं, अर्थात उनमें तरलता होती है। यह फागो- और पिनोसाइटोसिस की संभावना प्रदान करता है।
लिपिड पानी में अघुलनशील होते हैं, इसलिए वे कोशिका में एक अवरोध पैदा करते हैं जो पानी और पानी में घुलनशील पदार्थों को एक डिब्बे से दूसरे डिब्बे में जाने से रोकता है।
प्रोटीन अणु, हालांकि, विशेष संरचनाओं के माध्यम से झिल्ली को विभिन्न पदार्थों के लिए पारगम्य बनाते हैं जिन्हें छिद्र कहा जाता है।
जाहिरा तौर पर, कुछ पदार्थ एक दबाव अंतर की कार्रवाई के तहत कोशिका झिल्ली के माध्यम से निष्क्रिय रूप से प्रवाहित होते हैं, अन्य को झिल्ली के माध्यम से कोशिका में काफी सक्रिय रूप से पंप किया जाता है, और फिर भी अन्य झिल्ली के आक्रमण के कारण कोशिका में खींचे जाते हैं।
अधिकांश कोशिकाएँ पानी, लवण और कार्बनिक पदार्थों के उस अत्यंत सख्त अनुपात को बनाए रखने के लिए अनुपयुक्त वातावरण में रहती हैं, जिसके बिना जीवन असंभव है। यह बाहरी दुनिया और साइटोप्लाज्म के बीच होने वाले विभिन्न पदार्थों के आदान-प्रदान के निरंतर और बहुत सावधानीपूर्वक विनियमन की आवश्यकता पर जोर देता है। कोशिका की आंतरिक सामग्री को पर्यावरण से अलग करने वाली बाधा कोशिका झिल्ली है - सबसे पतली फिल्म, मिलीमीटर का केवल दस मिलियनवां हिस्सा।
यह झिल्ली कई पदार्थों के लिए पारगम्य है जो दोनों दिशाओं में प्रवाहित होती हैं (अर्थात कोशिका से बाहर और कोशिका में)। इसकी नगण्य मोटाई के बावजूद, झिल्ली की एक निश्चित संरचना होती है; झिल्ली की यह संरचना और रासायनिक संरचना, जिसके बारे में हमारे पास अभी भी एक बहुत ही अस्पष्ट विचार है, इसकी चयनात्मक और बहुत असमान पारगम्यता निर्धारित करता है। यदि झिल्ली के माध्यम से पदार्थों के पारित होने को सुनिश्चित करने वाले बल कोशिका के आसपास के वातावरण में स्थानीयकृत होते हैं, तो कोई "निष्क्रिय स्थानांतरण" की बात करता है। यदि इस पर खर्च की गई ऊर्जा कोशिका में ही इसके चयापचय की प्रक्रिया में उत्पन्न होती है, तो कोई "सक्रिय स्थानांतरण" की बात करता है। कोशिका और उसके पर्यावरण के बीच इस तरह की बातचीत न केवल यह सुनिश्चित करने के लिए कार्य करती है कि इसकी संरचना बनाने वाले सभी पदार्थों की कोशिका में एकाग्रता हमेशा कुछ सीमाओं के भीतर रखी जाती है, जिसके बाहर कोई जीवन नहीं हो सकता है; कुछ कोशिकाओं में, उदाहरण के लिए, में तंत्रिका कोशिकाएं, शरीर में इन कोशिकाओं के कार्य के लिए यह अंतःक्रिया सर्वोपरि है।
कई कोशिकाएं उन पदार्थों को अवशोषित करती हैं जिनकी उन्हें आवश्यकता होती है, वह भी एक प्रकार के अंतर्ग्रहण द्वारा। इस प्रक्रिया को फागोसाइटोसिस या पिनोसाइटोसिस के रूप में जाना जाता है (शब्द क्रमशः "खाने" और "पीने" के लिए ग्रीक शब्दों से आते हैं, और "सेल" के लिए शब्द से आते हैं)। अवशोषण की इस पद्धति के साथ, कोशिका झिल्ली जेब या इनवेजिनेशन बनाती है जो बाहर से पदार्थों को कोशिका में खींचती है; तब ये उभार बंद हो जाते हैं और बुलबुले या रिक्तिका के रूप में एक झिल्ली से घिरी बाहरी वातावरण की एक बूंद कोशिका द्रव्य के माध्यम से तैरने लगती है।
सरल "निगलने" के साथ इस प्रक्रिया की सभी समानता के बावजूद, हमें अभी भी सेल में पदार्थों के प्रवेश के बारे में बात करने का कोई अधिकार नहीं है, क्योंकि यह तुरंत इस सवाल पर जोर देता है कि "अंदर" अभिव्यक्ति का क्या अर्थ है। हमारे, इसलिए बोलने के लिए, मैक्रोस्कोपिक, मानवीय दृष्टिकोण से, हम यह दावा करने के लिए इच्छुक हैं कि जैसे ही हमने भोजन का एक टुकड़ा निगल लिया, वह हमारे अंदर आ गया। हालाँकि, ऐसा बयान पूरी तरह से सही नहीं है। आंतरिक भाग पाचन नालटोपोलॉजिकल अर्थ में, यह बाहरी सतह है; भोजन का सही अवशोषण तभी शुरू होता है जब यह आंतों की दीवार की कोशिकाओं में प्रवेश करता है। इसलिए, पिनोसाइटोसिस या फागोसाइटोसिस के परिणामस्वरूप कोशिका में प्रवेश करने वाला पदार्थ अभी भी "बाहर" है, क्योंकि यह अभी भी उस झिल्ली से घिरा हुआ है जिसने इसे पकड़ लिया है। वास्तव में पिंजरे में प्रवेश करने और एक सुलभ में बदलने के लिए चयापचय प्रक्रियाएंसाइटोप्लाज्म का घटक समान पदार्थकिसी न किसी रूप में झिल्ली में प्रवेश करना चाहिए।
संपूर्ण कोशिका झिल्ली पर कार्य करने वाले बलों में से एक एकाग्रता प्रवणता के कारण होता है। यह बल कणों की यादृच्छिक गति के कारण उत्पन्न होता है, जो अंतरिक्ष में समान रूप से वितरित होने की मांग करता है। यदि एक ही संघटन के दो विलयन लेकिन अलग-अलग सांद्रण आपस में मिलते हैं, तो विलेय का प्रसार उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से शुरू होता है, और यह प्रसार तब तक जारी रहता है जब तक कि सांद्रता हर जगह समान न हो जाए। एकाग्रता समीकरण तब भी होता है जब दो समाधान एक झिल्ली से अलग हो जाते हैं, बशर्ते, झिल्ली विलेय के लिए पारगम्य हो। यदि झिल्ली विलायक के लिए पारगम्य है, लेकिन विलेय के लिए अभेद्य है, तो एकाग्रता ढाल हमारे सामने परासरण की प्रसिद्ध घटना के रूप में प्रकट होती है: इस मामले में, विलायक झिल्ली से होकर गुजरता है, एक क्षेत्र से जा रहा है उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र में विलेय की कम सांद्रता। कोशिका झिल्ली के दोनों किनारों पर अभिनय करने वाले एकाग्रता ढाल और आसमाटिक बल बहुत महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि कोशिका में कई पदार्थों की सांद्रता बाहरी वातावरण में उनकी सांद्रता से बहुत भिन्न होती है।
निष्क्रिय स्थानांतरण में, झिल्ली के माध्यम से पदार्थों के प्रवेश को झिल्ली की चयनात्मक पारगम्यता द्वारा नियंत्रित किया जाता है। किसी दिए गए अणु के लिए झिल्ली की पारगम्यता निर्भर करती है रासायनिक संरचनाऔर इस अणु के गुण, साथ ही इसका आकार; इसी समय, झिल्ली न केवल कुछ पदार्थों के मार्ग को अवरुद्ध करने में सक्षम है, बल्कि स्वयं से गुजरने में भी सक्षम है विभिन्न पदार्थअलग-अलग गति से।
पर्यावरण की प्रकृति के आधार पर जिसके लिए वे अनुकूलित होते हैं, कोशिकाएं अलग - अलग प्रकारबहुत अलग पारगम्यता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, पानी के लिए एक साधारण अमीबा और मानव एरिथ्रोसाइट्स की पारगम्यता 100 गुना से अधिक भिन्न होती है। पारगम्यता स्थिरांक की तालिका में (1 वायुमंडल के आसमाटिक दबाव अंतर के प्रभाव में 1 मिनट में कोशिका झिल्ली के 1 वर्ग माइक्रोन से गुजरने वाले पानी के क्यूबिक माइक्रोन की संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है), अमीबा के खिलाफ 0.26 का मान सूचीबद्ध है , यानी इसकी पारगम्यता बहुत नगण्य है। ऐसी कम पारगम्यता का अनुकूली मूल्य स्पष्ट है: जीवों में रहने वाले ताजा पानी, बाहरी और इनडोर वातावरण के बीच एकाग्रता में सबसे बड़े अंतर का सामना करते हैं, और इसलिए उन्हें इस पानी को वापस पंप करने के लिए आवश्यक ऊर्जा को बचाने के लिए आंतरिक रूप से पानी के प्रवाह को सीमित करने के लिए मजबूर होना पड़ता है। लाल रक्त कोशिकाओं को ऐसे सुरक्षा उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि वे आमतौर पर रक्त प्लाज्मा से घिरे होते हैं - एक ऐसा वातावरण जो उनके आंतरिक वातावरण के साथ सापेक्ष आसमाटिक संतुलन में होता है। एक बार पानी में, ये कोशिकाएं तुरंत सूजन और फटने लगती हैं, क्योंकि उनकी झिल्ली इतनी लोचदार नहीं होती है कि पानी के इस अचानक दबाव को झेल सके।
यदि, जैसा कि आमतौर पर प्रकृति में होता है, विलेय के अणु आयनों में वियोजित हो जाते हैं जो एक निश्चित विद्युत आवेश को वहन करते हैं, तो नई ताकतें खेल में आती हैं। यह सर्वविदित है कि कई और शायद सभी कोशिकाओं की झिल्लियों में उनकी बाहरी और आंतरिक सतह के बीच एक ज्ञात संभावित अंतर को बनाए रखने की क्षमता होती है। नतीजतन, एक निश्चित संभावित ढाल उत्पन्न होती है, जो एकाग्रता ढाल के साथ, कोशिका झिल्ली के माध्यम से निष्क्रिय स्थानांतरण के लिए प्रेरक शक्ति के रूप में कार्य करती है।
एक झिल्ली के पार निष्क्रिय परिवहन में शामिल तीसरा बल विलायक (विलायक पुल) के साथ-साथ विलेय का परिवहन है। यह तभी चलन में आता है जब समाधान वास्तव में झिल्ली के माध्यम से बह सकता है; दूसरे शब्दों में, यदि झिल्ली झरझरा है। इस मामले में, प्रवाह की दिशा में फैलने वाले भंग पदार्थ के कणों की गति तेज हो जाती है, और विपरीत दिशा में कणों का प्रसार धीमा हो जाता है। यह पुल-इन प्रभाव आमतौर पर नहीं चलता है बड़ी भूमिकाहालांकि, कुछ में विशेष अवसरोंइसका महत्व काफी बड़ा है।
निष्क्रिय संक्रमण में शामिल सभी तीन बल अलग-अलग या एक साथ कार्य कर सकते हैं। हालांकि, कोई फर्क नहीं पड़ता कि कौन सा बल आंदोलन का कारण बनता है - चाहे एकाग्रता ढाल, संभावित ढाल या पीछे हटने का प्रभाव - आंदोलन हमेशा "नीचे की ओर" दिशा में होता है और झिल्ली एक निष्क्रिय बाधा के रूप में कार्य करता है। इसी समय, कोशिका विज्ञान में कई महत्वपूर्ण उदाहरण ज्ञात हैं जब इन तीनों बलों में से कोई भी झिल्ली के माध्यम से पदार्थों के स्थानांतरण की व्याख्या नहीं कर सकता है। इन मामलों में, आंदोलन एक "ऊपर की ओर" दिशा में होता है, अर्थात, उन बलों के खिलाफ जो निष्क्रिय स्थानांतरण का कारण बनते हैं, और इसलिए यह कोशिका में होने वाली चयापचय प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप जारी ऊर्जा के कारण होना चाहिए। इस सक्रिय परिवहन में, झिल्ली अब केवल एक निष्क्रिय अवरोध नहीं है, बल्कि एक प्रकार के गतिशील अंग के रूप में कार्य करता है।
कुछ समय पहले तक, कोशिका झिल्ली की संरचना के बारे में हमारे पास जो भी जानकारी थी, वह विशेष रूप से इसकी पारगम्यता के अध्ययन के परिणामस्वरूप प्राप्त की गई थी और इसलिए, विशुद्ध रूप से अप्रत्यक्ष प्रकृति की थी। उदाहरण के लिए, यह पाया गया है कि लिपिड (वसा) में घुलनशील कई पदार्थ आसानी से कोशिका झिल्ली से गुजरते हैं। इस संबंध में, यह धारणा उत्पन्न हुई कि कोशिका झिल्ली में लिपिड की एक परत होती है और लिपिड में घुलनशील पदार्थ झिल्ली से गुजरते हैं, इसके एक तरफ घुलते हैं और दूसरी तरफ फिर से निकल जाते हैं। हालांकि, यह पता चला कि पानी में घुलनशील अणु भी कोशिका झिल्ली से होकर गुजरते हैं। मुझे यह मानना पड़ा कि झिल्ली की संरचना कुछ हद तक एक चलनी से मिलती-जुलती है, यानी कि झिल्ली छिद्रों या गैर-लिपिड क्षेत्रों से सुसज्जित है, और संभवतः दोनों एक ही समय में; इसके अलावा, विभिन्न आयनों के पारित होने की विशेषताओं की व्याख्या करने के लिए, यह माना गया कि झिल्ली में ऐसे खंड होते हैं जो विद्युत आवेश को वहन करते हैं। अंत में, झिल्ली संरचना की इस काल्पनिक योजना में एक प्रोटीन घटक भी पेश किया गया था, क्योंकि डेटा प्रकट हुआ था, विशेष रूप से, झिल्ली की अस्थिरता की गवाही देता है, जो पूरी तरह से फैटी संरचना के साथ असंगत है।
इन अवलोकनों और परिकल्पनाओं को 1940 में जे. डेनिएली द्वारा प्रस्तावित कोशिका झिल्ली मॉडल में संक्षेपित किया गया है। इस मॉडल के अनुसार, झिल्ली में दो प्रोटीन परतों से ढके लिपिड अणुओं की दोहरी परत होती है। लिपिड अणु एक दूसरे के समानांतर होते हैं, लेकिन झिल्ली के तल के लंबवत होते हैं, उनके अपरिवर्तित सिरे एक दूसरे के सामने होते हैं, और आवेशित समूह झिल्ली की सतह की ओर निर्देशित होते हैं। इन आवेशित सिरों पर, प्रोटीन की परतें अधिशोषित होती हैं, जिसमें प्रोटीन श्रृंखलाएं होती हैं, जो झिल्ली की बाहरी और आंतरिक सतहों पर एक उलझन बनाती हैं, जिससे इसे एक निश्चित लोच और प्रतिरोध मिलता है। यांत्रिक क्षतिऔर कम सतह तनाव। लिपिड अणुओं की लंबाई लगभग 30 एंगस्ट्रॉम होती है, और मोनोमोलेक्यूलर प्रोटीन परत की मोटाई 10 एंगस्ट्रॉम होती है; इसलिए, डेनियली का मानना था कि कोशिका झिल्ली की कुल मोटाई लगभग 80 एंगस्ट्रॉम होती है।
के साथ प्राप्त परिणाम इलेक्ट्रान सूक्ष्मदर्शी, डेनिएली द्वारा बनाए गए मॉडल की शुद्धता की पुष्टि की। रॉबर्टसन के इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ से जांच की गई "प्राथमिक झिल्ली" आकार और आकार में डेनियल की भविष्यवाणियों से मेल खाती है, और कई कोशिकाओं में देखी गई है। विभिन्न प्रकार के. इसे दो और अलग किया जा सकता है काली धारियाँलगभग 20 एंगस्ट्रॉम मोटे होते हैं, जो मॉडल की दो प्रोटीन परतों के अनुरूप हो सकते हैं; इन दो बैंडों को लिपिड परत के अनुरूप 35 एंगस्ट्रॉम लाइटर कोर द्वारा अलग किया जाता है। 75 एंगस्ट्रॉम की कुल झिल्ली मोटाई मॉडल द्वारा प्रदान किए गए मान के काफी करीब है।
इस मॉडल की सामान्य समरूपता का उल्लंघन किए बिना, झिल्ली की आंतरिक और बाहरी सतहों की रासायनिक प्रकृति में अंतर को ध्यान में रखते हुए इसे पूरक किया जाना चाहिए। इससे कुछ अवलोकनों में प्रकट झिल्ली की आंतरिक और बाहरी सतहों के बीच रासायनिक ढाल के अस्तित्व की व्याख्या करना संभव हो जाएगा। इसके अलावा, हम जानते हैं कि कई कोशिकाएं कार्बोहाइड्रेट युक्त म्यूकोप्रोटीन झिल्ली से ढकी होती हैं, जिसकी मोटाई विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं में भिन्न होती है। भले ही इस परत का पारगम्यता पर प्रभाव पड़े, यह माना जा सकता है कि यह खेलता है महत्वपूर्ण भूमिकापिनोसाइटोसिस में।
झिल्ली की संरचना की इन विशेषताओं के अलावा, "क्रॉस सेक्शन" में बोलने के लिए, पारगम्यता का अध्ययन करते समय, यह पता चलता है कि इसकी संरचना दूसरी दिशा में भी अमानवीय है। उदाहरण के लिए, यह ज्ञात है कि कोशिका झिल्ली उन कणों को अनुमति देती है जिनका आकार ज्ञात सीमा से अधिक नहीं होता है, जबकि बड़े और बड़े कणों को बनाए रखते हैं, और यह इन झिल्लियों में छिद्रों की उपस्थिति का सुझाव देता है। अब तक, इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म अध्ययनों द्वारा छिद्रों के अस्तित्व की पुष्टि नहीं की गई है। यह आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि यह माना जाता है कि ये छिद्र बहुत छोटे हैं और एक दूसरे से बहुत दूर स्थित हैं, ताकि उनका कुल क्षेत्रफल झिल्ली की कुल सतह के एक हजारवें हिस्से से अधिक न हो। यदि हम झिल्ली को चलनी कहते हैं, तो यह जोड़ा जाना चाहिए कि इस चलनी में बहुत कम छेद हैं।
एक और भी महत्वपूर्ण परिस्थिति यह है कि उच्च चयनात्मकता की व्याख्या करने के लिए जो कई कोशिकाओं को एक पदार्थ को दूसरे से अलग करने की अनुमति देती है, झिल्ली के विभिन्न वर्गों की विभिन्न रासायनिक विशिष्टता को मान लेना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, यह पता चला कि कुछ एंजाइम कोशिका की सतह पर स्थानीयकृत होते हैं। जाहिर है, उनका कार्य उन पदार्थों को परिवर्तित करना है जो झिल्ली में अघुलनशील होते हैं जो घुलनशील डेरिवेटिव्स में होते हैं जो इसके माध्यम से गुजर सकते हैं। कई मामलों को जाना जाता है जब एक कोशिका, एक पदार्थ के लिए पारगम्य, दूसरे पदार्थ को पहले वाले के करीब नहीं जाने देती है और आणविक आकार और विद्युत गुणों के संदर्भ में इसके समान होती है।
तो, हम देखते हैं कि एक पतली कोशिका झिल्ली एक जटिल उपकरण है जिसे सक्रिय रूप से कोशिका में प्रवेश करने वाले पदार्थों की गति में हस्तक्षेप करने और उससे मुक्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सक्रिय हस्तांतरण की प्रक्रिया के लिए ऐसा उपकरण अपरिहार्य है, जिसके माध्यम से यह स्थानांतरण मुख्य रूप से किया जाता है। इस "ऊपर की ओर" आंदोलन होने के लिए, सेल को निष्क्रिय संक्रमण की ताकतों के खिलाफ कार्य करना चाहिए। हालांकि, कई वैज्ञानिकों के प्रयासों के बावजूद, उस तंत्र को प्रकट करना अभी तक संभव नहीं है जिसके द्वारा सेलुलर चयापचय के परिणामस्वरूप जारी ऊर्जा का उपयोग कोशिका झिल्ली के माध्यम से विभिन्न पदार्थों के परिवहन के लिए किया जाता है। यह संभव है कि इस ऊर्जा हस्तांतरण में विभिन्न तंत्र शामिल हों।
सक्रिय आयन परिवहन की समस्या जीवंत रुचि को आकर्षित करती है। 100 साल पहले से ही जीवविज्ञानी झिल्ली की बाहरी और आंतरिक सतह के बीच संभावित अंतर के अस्तित्व को जानते थे; लगभग उसी समय से, वे जानते हैं कि इस संभावित अंतर का आयनों के परिवहन और वितरण पर प्रभाव पड़ता है। हालांकि, हाल ही में उन्होंने यह समझना शुरू किया कि यह संभावित अंतर स्वयं उत्पन्न होता है और आयनों के सक्रिय परिवहन के कारण बना रहता है।
इस समस्या का महत्व इस तथ्य से प्रमाणित होता है कि कई कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में सोडियम की तुलना में बहुत अधिक पोटेशियम होता है, और इस बीच वे ऐसे वातावरण में रहने के लिए मजबूर होते हैं जो इन दो आयनों की सामग्री के बीच विपरीत अनुपात की विशेषता है। उदाहरण के लिए, रक्त प्लाज्मा में पोटेशियम की तुलना में 20 गुना अधिक सोडियम होता है, जबकि लाल रक्त कोशिकाओं में सोडियम की तुलना में 20 गुना अधिक पोटेशियम होता है। एरिथ्रोसाइट झिल्ली में सोडियम और पोटेशियम दोनों आयनों के लिए कम, निष्क्रिय पारगम्यता के बावजूद एक अच्छी तरह से परिभाषित है। यदि यह पारगम्यता स्वतंत्र रूप से प्रकट हो सकती है, तो सोडियम आयन कोशिका में प्रवाहित होंगे, और पोटेशियम आयन इससे बाहर निकलने लगेंगे। इसलिए, आयनों के मौजूदा अनुपात को बनाए रखने के लिए, सेल को सोडियम आयनों को लगातार "पंप" करना पड़ता है और 50 गुना एकाग्रता ढाल के खिलाफ पोटेशियम आयनों को जमा करना पड़ता है।
सक्रिय परिवहन की व्याख्या करने के लिए प्रस्तावित अधिकांश मॉडल किसी प्रकार के वाहक अणुओं के अस्तित्व की धारणा पर आधारित हैं। यह माना जाता है कि ये अभी भी काल्पनिक वाहक झिल्ली की एक सतह पर स्थित आयनों के साथ संयोजन में प्रवेश करते हैं, इस रूप में झिल्ली से गुजरते हैं और फिर से झिल्ली की दूसरी सतह पर आयन छोड़ते हैं। ऐसे यौगिकों की गति (वाहक अणु जो स्वयं से आयनों को जोड़ते हैं), स्वयं आयनों की गति के विपरीत, एक "अवरोही" दिशा में होती है, अर्थात, एक रासायनिक एकाग्रता ढाल के अनुसार।
ऐसा ही एक मॉडल, जिसे टी. शॉ द्वारा 1954 में बनाया गया था, न केवल झिल्ली के माध्यम से पोटेशियम और सोडियम आयनों के स्थानांतरण की व्याख्या करना संभव बनाता है, बल्कि उनके बीच कुछ संबंध स्थापित करना भी संभव बनाता है। शॉ के मॉडल के अनुसार, पोटेशियम और सोडियम आयन (K+ और Na+) को आयनों के लिए विशिष्ट लिपिड-घुलनशील वाहक (X और Y) द्वारा झिल्ली के पार ले जाया जाता है। परिणामी यौगिक (KX और NaY) झिल्ली के माध्यम से फैलने में सक्षम हैं, जबकि झिल्ली मुक्त वाहक के लिए अभेद्य है। पर बाहरी सतहसोडियम ट्रांसपोर्टर झिल्ली को पोटेशियम ट्रांसपोर्टर्स में बदल दिया जाता है, इस प्रक्रिया में ऊर्जा खो जाती है। झिल्ली की आंतरिक सतह पर, सेल चयापचय की प्रक्रिया में उत्पन्न होने वाली ऊर्जा की प्राप्ति के कारण पोटेशियम वाहक फिर से सोडियम वाहक में परिवर्तित हो जाते हैं (इस ऊर्जा के आपूर्तिकर्ता, सभी संभावना में, अणु में ऊर्जा-समृद्ध यौगिक होते हैं जिनके अणु होते हैं। फॉस्फेट बांड हैं)।
इस मॉडल में की गई कई मान्यताओं को प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि करना मुश्किल है, और यह किसी भी तरह से सभी द्वारा मान्यता प्राप्त नहीं है। फिर भी, हमने इसका उल्लेख करना आवश्यक समझा, क्योंकि यह मॉडल स्वयं सक्रिय हस्तांतरण घटना की संपूर्ण जटिलता को दर्शाता है।
बहुत पहले जीवविज्ञानियों ने जटिल खेल को समझ लिया था भुजबल, कोशिका झिल्ली के माध्यम से पदार्थों के हस्तांतरण में शामिल, उन्हें पहले से ही कोशिकाओं का निरीक्षण करना था, इसलिए बोलने के लिए, "भोजन के लिए।" पर देर से XIXसदी, इल्या मेचनिकोव ने पहली बार देखा कि कैसे सफेद रक्त कोशिका(ल्यूकोसाइट्स) ने बैक्टीरिया को खा लिया, और उन्हें "फागोसाइट्स" नाम दिया। 1920 में, ए। शेफ़र ने दर्शाया कि कैसे एक अमीबा अपने शिकार को पकड़ता है - एक ऐसा चित्र जो एक क्लासिक बन गया है। पिनोसाइटोसिस की प्रक्रिया, कम स्पष्ट रूप से व्यक्त की गई, पहली बार 1931 में डब्ल्यू लुईस द्वारा खोजी गई थी। टाइम-लैप्स फोटोग्राफी का उपयोग करके टिशू कल्चर में कोशिकाओं के व्यवहार का अध्ययन करते हुए, उन्होंने कोशिका परिधि पर झिल्ली के बहिर्गमन को देखा, जो इतनी सख्ती से समय से पहले समय-समय पर वे एक संकुचित मुट्ठी की तरह बंद हो जाते हैं, माध्यम के हिस्से पर कब्जा कर लेते हैं जैसे कि एक बुलबुले में। लुईस के लिए, यह सब पीने की प्रक्रिया के समान ही लग रहा था कि वह इस घटना के लिए एक उपयुक्त नाम के साथ आया - "पिनोसाइटोसिस"।
1934 में प्रकाशित एस. मैट और डब्ल्यू. डॉयल के काम को छोड़कर, लुईस की खोज ने पहली बार में ध्यान आकर्षित नहीं किया, जिन्होंने अमीबा में उनके द्वारा देखी गई इसी तरह की घटना की सूचना दी। इस सदी के मध्य तक पिनोसाइटोसिस एक मात्र जिज्ञासा बनी रही, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी अध्ययनों के लिए धन्यवाद, यह पाया गया कि इस तरह का अंतर्ग्रहण बहुत अधिक व्यापक है।
अमीबा में और ऊतक संस्कृति से कोशिकाओं में, एक पारंपरिक माइक्रोस्कोप के तहत पिनोसाइटोसिस देखा जा सकता है। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के उच्च विभेदन के कारण, कई अन्य प्रकार की कोशिकाओं को भी सूक्ष्म बुलबुले बनाने के लिए पाया गया है। शारीरिक दृष्टि से, इस प्रकार के सबसे दिलचस्प उदाहरणों में से एक कोशिकाएँ हैं ब्रश उपकलागुर्दे और आंतें: पुटिकाएं जो विभिन्न पदार्थों को कोशिका में लाती हैं, ब्रश की सीमा के आधार पर बनती हैं, जिस पर इस उपकला का नाम है। पिनोसाइटोसिस या फागोसाइटोसिस की मुख्य विशेषता सभी कोशिकाओं में समान होती है: कोशिका झिल्ली का कुछ भाग कोशिका की सतह से अलग हो जाता है और एक रिक्तिका या पुटिका बनाता है जो परिधि से अलग होकर कोशिका में चला जाता है।
पिनोसाइटोसिस के दौरान बनने वाले पुटिकाओं का आकार व्यापक रूप से भिन्न होता है। अमीबा में और टिशू कल्चर से ली गई कोशिकाओं में, एक नए अलग किए गए पिनोसाइटिक रिक्तिका का औसत व्यास 1-2 माइक्रोन है; रिक्तिका के आकार, जिन्हें हम एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके पता लगाने का प्रबंधन करते हैं, 0.1 से 0.01 माइक्रोन तक भिन्न होते हैं। अक्सर ऐसे रिक्तिकाएं एक दूसरे के साथ विलीन हो जाती हैं और उनके आकार एक ही समय में, स्वाभाविक रूप से बढ़ जाते हैं। क्यों कि के सबसेकोशिकाओं में कई अन्य रिक्तिकाएँ और कणिकाएँ होती हैं, पिनोसाइटिक रिक्तिकाएँ जल्द ही दृष्टि से खो जाती हैं जब तक कि उन्हें किसी प्रकार का "लेबल" प्रदान नहीं किया जाता है। फागोसाइटोसिस के दौरान बनने वाले रिक्तिकाएं, निश्चित रूप से, बहुत बड़ी होती हैं और पूरे को समायोजित कर सकती हैं जीवाणु कोशिकाएं, प्रोटोजोआ कोशिकाएं, और फागोसाइट्स के मामले में, नष्ट ऊतकों के टुकड़े।
अमीबा के साथ सरल प्रयोगों के आधार पर, यह देखा जा सकता है कि किसी भी ऊतक में किसी भी समय पायोसाइटोसिस नहीं देखा जा सकता है, क्योंकि यह पर्यावरण में कुछ निश्चित पदार्थों की उपस्थिति के कारण होता है। पर स्वच्छ जलअमीबा में पिनोसाइटोसिस नहीं होता है: किसी भी मामले में, माइक्रोस्कोप के तहत इसका पता नहीं लगाया जा सकता है। जिस पानी में अमीबा हैं उसमें चीनी या कोई अन्य कार्बोहाइड्रेट मिला दें तो इससे कुछ नहीं होगा। जब लवण, प्रोटीन या कुछ अमीनो एसिड मिलाए जाते हैं, तो पिनोसाइटोसिस शुरू हो जाता है। एस. चैपमैन-एंडरसन ने पाया कि अमीबा में इस तरह का प्रत्येक प्रेरित पिनोसाइटोसिस लगभग 30 मिनट तक रह सकता है, इसके कारण की प्रकृति की परवाह किए बिना, और इस समय के दौरान 100 पिनोसाइटिक चैनल बनते हैं और इसी संख्या में रिक्तिकाएं निगल जाती हैं। फिर पिनोसाइटोसिस बंद हो जाता है और 3-4 घंटों के बाद ही फिर से शुरू हो सकता है। चैपमैन एंडरसन के अनुसार, यह इस तथ्य के कारण है कि पिनोसाइटोसिस के 30 मिनट के बाद, बाहरी झिल्ली के सभी क्षेत्रों का उपयोग किया जाता है जो आक्रमण करने में सक्षम होते हैं।
इसके अलावा, चैपमैन-एंडरसन ने एक पुरानी समस्या को हल करने में मदद की, अर्थात्, दिखाया कि शारीरिक दृष्टिकोण से फागोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस एक ही प्रक्रिया है। अपने प्रयोग में, अमीबाओं को सबसे पहले उनके लिए खाद्य के रूप में कई सिलिअट्स को फैगोसाइटोज़ करने का अवसर दिया गया था क्योंकि वे इन सूक्ष्मजीवों से भरे वातावरण से कब्जा कर सकते थे। फिर उन्हें एक ऐसे माध्यम में स्थानांतरित कर दिया गया जिसमें एक कारक होता है जो पिनोसाइटोसिस को प्रेरित करता है। यह पता चला कि ये अमीबा केवल कुछ चैनल (सामान्य संख्या के 10% से कम) बनाने में सक्षम हैं। इसके विपरीत, अमीबा जिन्होंने पिनोसाइटोसिस के लिए अपनी क्षमता को समाप्त कर दिया था, जब वे सामान्य रूप से भोजन के रूप में उपयोग किए जाने वाले जीवों वाले माध्यम में स्थानांतरित हो जाते हैं तो फागोसाइटाइज नहीं होते हैं। इस प्रकार, झिल्ली की सतह दोनों ही मामलों में सीमित कारक प्रतीत होती है।
1956 में एस. बेनेट ने सुझाव दिया कि पिनोसाइटोसिस कोशिका झिल्ली की सतह पर प्रेरक अणुओं या आयनों के सोखने के कारण होता है। कई शोधकर्ताओं के कार्यों में इस धारणा की पूरी तरह से पुष्टि की गई थी। इसमें शायद ही संदेह किया जा सकता है कि अमीबा में एक विशेष झिल्ली पर सोखना होता है, जिसमें बलगम होता है और पूरे अमीबा को कवर करता है। चूंकि यह माना जाता है कि ऐसा कोश कई अन्य कोशिकाओं में भी मौजूद है, इसलिए यह पता लगाना दिलचस्प होगा कि क्या यह सभी मामलों में समान कार्य करता है।
बुलबुला, जो कोशिका में उत्प्रेरण पदार्थ का परिचय देता है, उसमें एक निश्चित मात्रा में तरल माध्यम भी डालता है। चैपमैन-एंडरसन और लेखक ने यह निर्धारित करने के लिए एक "डबल लेबल" प्रयोग किया कि दोनों में से कौन सा पदार्थ - प्रारंभ करनेवाला या तरल - संबंधित है मुख्य भूमिका. हमने अमीबा को एक ऐसे माध्यम में रखा जिसमें एक रेडियोधर्मी आइसोटोप के साथ एक इंड्यूसर के रूप में लेबल वाला प्रोटीन होता है, और एक अन्य रेडियोधर्मी लेबल के साथ चीनी होता है, जिससे अवशोषित तरल की मात्रा निर्धारित करना संभव हो जाता है। हम इस तथ्य से आगे बढ़े कि यदि मुख्य भस्म पदार्थ, साथ ही वह पदार्थ जो अवशोषण को प्रेरित करता है, प्रोटीन है, तो रिक्तिका में प्रोटीन की सापेक्ष सामग्री माध्यम की तुलना में अधिक होनी चाहिए। और इसलिए यह निकला। हालाँकि, इस घटना का पैमाना हमारी उम्मीदों से कहीं अधिक था। कुल 30 मिनट के भीतर अवशोषित प्रोटीन अमीबा के कुल द्रव्यमान के लगभग 25% के अनुरूप होता है। यह एक बहुत ही प्रभावशाली भोजन है, जो दर्शाता है कि उच्चतम मूल्यपिनोसाइटोसिस के दौरान एक कोशिका के लिए, उनके पास सतह पर सोखने वाले पदार्थ होते हैं।
हालांकि, रिक्तिका में निहित भोजन को अभी भी कोशिका के बाहर माना जाना चाहिए, क्योंकि जिस मामले में यह संलग्न है वह बाहरी झिल्ली का हिस्सा है। हमें यह पता लगाना चाहिए कि क्या बाहरी वातावरण के साथ ऐसा संचार कोशिका के चयापचय तंत्र के लिए कच्चा माल प्रदान कर सकता है, और यदि हां, तो कैसे। रिक्तिका से साइटोप्लाज्म में पदार्थों को स्थानांतरित करने का सबसे सरल तरीका साइटोप्लाज्मिक एंजाइम की क्रिया के तहत झिल्ली का विघटन होगा। हालांकि, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी डेटा इस धारणा का समर्थन नहीं करते हैं: हम कभी भी उस झिल्ली के गायब होने का निरीक्षण नहीं कर पाए हैं जो रिक्तिका डंठल बनाती है।
चूंकि झिल्ली स्पष्ट रूप से संरक्षित है, इसलिए पिनोसाइटोसिस के अध्ययन में मुख्य कार्य इसकी पारगम्यता का अध्ययन है। इसमें कोई संदेह नहीं है कि पिनोसाइटिक पुटिका कोशिका द्रव्य में पानी छोड़ती है; हम रिक्तिका के ध्यान देने योग्य झुर्रियों से इसके बारे में आश्वस्त हैं। जे. मार्शल और लेखक ने दिखाया है कि अमीबा में झुर्रियाँ रिक्तिका की सामग्री की एकाग्रता में क्रमिक वृद्धि के साथ होती हैं। यह सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा स्थापित किया गया था कि पिनोसाइटोसिस के बाद पहले कुछ घंटों के दौरान, आसपास के साइटोप्लाज्म के घनत्व की तुलना में रिक्तिका का घनत्व हर समय बढ़ता है। अंततः, ये रिक्तिकाएं साइटोप्लाज्मिक कणिकाओं में बदल जाती हैं, जो सेंट्रीफ्यूजेशन के दौरान आकार और व्यवहार में माइटोकॉन्ड्रिया के समान होती हैं।
यह भी पता चला कि रिक्तिका झिल्ली न केवल पानी के लिए, बल्कि ग्लूकोज जैसे कम आणविक भार वाले पदार्थों के लिए भी पारगम्य है। चैपमैन-एंडरसन और लेखक ने रेडियोधर्मी ग्लूकोज का उपयोग करते हुए पाया कि पिनोसाइटोसिस की प्रक्रिया में अवशोषित ग्लूकोज जल्दी से रिक्तिकाएं छोड़ देता है और समान रूप से पूरे साइटोप्लाज्म में वितरित किया जाता है। यह ग्लूकोज प्रवेश करता है सामान्य प्रक्रियाएंकोशिका में होने वाला चयापचय, जैसे कि यह सामान्य तरीके से कोशिका में प्रवेश कर गया हो - कोशिका की सतह से प्रसार के परिणामस्वरूप; इसके चयापचय का उत्पाद - रेडियोधर्मी कार्बन डाइऑक्साइड - जल्द ही अमीबा के उत्सर्जक उत्पादों में प्रकट होता है। चैपमैन-एंडरसन और डी। प्रेस्कॉट ने कुछ अमीनो एसिड के लिए समान परिणाम प्राप्त किए। इसलिए, इसमें कोई संदेह नहीं है कि पिनोसाइटोसिस की मदद से, कोशिका को उन पदार्थों के साथ "खिलाया" जा सकता है जिनमें छोटे अणु होते हैं। बड़े अणुओं को "खिलाने" के प्रयोग अभी तक नहीं किए गए हैं।
ये परिणाम बताते हैं कि झिल्ली पारगम्यता में कुछ बदलाव है। इस परिवर्तन को इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से नहीं देखा जा सकता है; झिल्ली पिनोसाइटोसिस से पहले और बाद में समान प्रतीत होती है। हालांकि, ऐसी रिपोर्टें हैं कि रसधानी की दीवार के अंदर की श्लेष्मा झिल्ली छूट जाती है और उस पर सोखी गई सामग्री के साथ, एक छोटी गांठ के रूप में रिक्तिका के केंद्र में रहती है।
उसी समय, एक और, शायद बहुत महत्वपूर्ण घटना घटित होती है। प्राथमिक रिक्तिका पर छोटे माध्यमिक रिक्तिकाएँ बनती हैं, जो इससे अलग हो जाती हैं और कोशिका द्रव्य में चली जाती हैं। हम अभी तक साइटोप्लाज्म के माध्यम से प्राथमिक रिक्तिका की सामग्री के वितरण के लिए इस प्रक्रिया की भूमिका का न्याय करने में सक्षम नहीं हैं। केवल एक ही बात स्पष्ट है: इन माइक्रोवैक्यूल्स की झिल्लियों में जो भी पारगम्यता-संबंधी प्रक्रियाएँ होती हैं, कोशिका के अंदर झिल्ली की सतह के क्षेत्र में इतनी बड़ी वृद्धि के कारण उनके प्रवाह को बहुत सुविधा होती है। यह संभव है कि द्वितीयक रिक्तिकाएँ भी चयनात्मक पारगम्यता के निर्माण में शामिल हों, कुछ पदार्थों को प्राथमिक रिक्तिका से हटाकर दूसरों को उसमें छोड़ दें।
पिनोसाइटोसिस को मुख्य में से एक के रूप में समझाने की कोशिश करते समय उत्पन्न होने वाली मुख्य कठिनाई शारीरिक प्रक्रियाएंकोशिका में होने वाला यह है कि यह पूरी तरह से विशिष्टता से रहित है। सच है, कुछ बैक्टीरिया के अवशोषण के लिए एंटीबॉडी द्वारा संवेदनशील फागोसाइट्स की गतिविधि में, एक उच्च विशिष्टता प्रकट होती है। ए। टायलर का मानना है कि निषेचन के दौरान, अंडे द्वारा शुक्राणु का पिनोसाइटिक अंतर्ग्रहण होता है - एक प्रक्रिया जो अंडे और शुक्राणु की सतहों पर विशिष्ट पदार्थों की बातचीत से शुरू होती है। हालांकि, आम तौर पर बोलना, पर्यावरण से सोखने वाले पदार्थों और तरल पदार्थों का यांत्रिक कब्जा शायद बिना किसी विकल्प के होता है। यह संभव है कि इसके परिणामस्वरूप बेकार या हानिकारक पदार्थ भी अक्सर कोशिका में प्रवेश कर जाते हैं।
शायद, कहीं अधिक चयनात्मकता वाला तंत्र है। यह मान लेना सबसे आसान है कि विकल्प, सक्रिय या निष्क्रिय, कोशिका में मौजूद रिक्तिका और पुटिकाओं को घेरने वाली झिल्लियों पर होता है। इस मामले में, पिनोसाइटोसिस को एक ऐसी प्रक्रिया के रूप में नहीं माना जाना चाहिए जो झिल्ली के माध्यम से स्थानांतरण को बाहर करता है, लेकिन एक ऐसी प्रक्रिया के रूप में जो इस तरह के स्थानांतरण को पूरक बनाती है। उसके मुख्य कार्यव्यापक के निर्माण में शामिल होना चाहिए आंतरिक सतह, जिस पर निष्क्रिय और सक्रिय स्थानांतरण से जुड़े बलों की गतिविधि स्वयं कोशिका की सतह की तुलना में और भी अधिक प्रभावी हो सकती है, और साथ ही रिसाव के कारण पदार्थ के नुकसान के कम जोखिम के साथ।
सभी कोशिकाओं को एक प्लाज्मा झिल्ली द्वारा पर्यावरण से अलग किया जाता है। कोशिका झिल्ली अभेद्य अवरोध नहीं हैं। कोशिकाएं झिल्लियों से गुजरने वाले पदार्थों की मात्रा और प्रकार और अक्सर गति की दिशा को नियंत्रित करने में सक्षम होती हैं।
झिल्लियों में परिवहन महत्वपूर्ण है क्योंकि यह प्रावधान:
- उपयुक्त पीएच मान और आयन सांद्रता
- पोषक तत्व वितरण
- जहरीले कचरे का निपटान
- विभिन्न पोषक तत्वों का स्राव
- तंत्रिका और मांसपेशियों की गतिविधि के लिए आवश्यक आयनिक ग्रेडिएंट्स का निर्माण।
झिल्लियों में चयापचय का नियमन झिल्लियों के भौतिक और रासायनिक गुणों और उनसे गुजरने वाले आयनों या अणुओं पर निर्भर करता है।
पानी मुख्य पदार्थ है जो कोशिकाओं में प्रवेश करता है और बाहर निकलता है।
जीवित प्रणालियों और निर्जीव प्रकृति दोनों में पानी की गति वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह और प्रसार के नियमों का पालन करती है।
प्रसार एक परिचित घटना है। अगर कमरे के एक कोने में परफ्यूम की कुछ बूँदें छिड़कें, तो धीरे-धीरे पूरे कमरे में महक भर जाएगी, भले ही उसमें हवा शांत हो। इसका कारण यह है कि पदार्थ एक ऐसे क्षेत्र से गति करता है जहाँ अधिक उच्च सांद्रताकम वाले क्षेत्र में। दूसरे शब्दों में, प्रसार एक पदार्थ का फैलाव है जो उनके आयनों या अणुओं की गति के परिणामस्वरूप होता है, जो सिस्टम में उनकी एकाग्रता को बराबर करते हैं।
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प्रसार के संकेत: प्रत्येक अणु दूसरों से स्वतंत्र रूप से चलता है; ये आंदोलन अराजक हैं। प्रसार एक धीमी प्रक्रिया है। लेकिन प्लाज्मा करंट, मेटाबॉलिक गतिविधि के परिणामस्वरूप इसे तेज किया जा सकता है। आमतौर पर, पदार्थ कोशिका के एक हिस्से में संश्लेषित होते हैं और दूसरे में खपत होते हैं। उस। एक सांद्रता प्रवणता स्थापित होती है, और पदार्थ ढाल के साथ-साथ निर्माण के स्थान से उपभोग के स्थान तक फैल सकते हैं। कार्बनिक अणु आमतौर पर ध्रुवीय होते हैं। इसलिए, वे कोशिका झिल्ली के लिपिड अवरोध के माध्यम से स्वतंत्र रूप से फैल नहीं सकते हैं। हालांकि, कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन और अन्य लिपिड-घुलनशील पदार्थ झिल्ली से मुक्त रूप से गुजरते हैं। पानी और कुछ छोटे आयन दोनों दिशाओं में गुजरते हैं। |
कोशिका झिल्ली।
कोशिका चारों ओर से एक तंग-फिटिंग झिल्ली से घिरी होती है जो स्पष्ट रूप से मामूली प्लास्टिसिटी के साथ अपने आकार में किसी भी बदलाव के लिए अनुकूल होती है। इस झिल्ली को प्लाज्मा झिल्ली, या प्लाज़्मालेम्मा (ग्रीक प्लाज्मा - रूप; लेम्मा - खोल) कहा जाता है।
कोशिका झिल्ली की सामान्य विशेषताएं:
- विभिन्न प्रकार की झिल्ली उनकी मोटाई में भिन्न होती है, लेकिन ज्यादातर मामलों में झिल्ली की मोटाई 5-10 एनएम है; उदाहरण के लिए, प्लाज्मा झिल्ली की मोटाई 7.5 एनएम है।
- झिल्ली लिपोप्रोटीन संरचनाएं (लिपिड + प्रोटीन) हैं। कुछ लिपिड और प्रोटीन अणुओं के लिए बाहरी सतहसंलग्न कार्बोहाइड्रेट घटक (ग्लाइकोसिल समूह)। आमतौर पर, झिल्ली में कार्बोहाइड्रेट का अनुपात 2 से 10% तक होता है।
- लिपिड एक द्विपरत बनाते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि उनके अणुओं में ध्रुवीय शीर्ष और गैर-ध्रुवीय पूंछ होती है।
- झिल्ली प्रोटीन प्रदर्शन करते हैं विभिन्न कार्यकीवर्ड: पदार्थों का परिवहन, एंजाइमी गतिविधि, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण, ऊर्जा रूपांतरण, रिसेप्टर गतिविधि।
- ग्लाइकोप्रोटीन की सतहों पर ग्लाइकोसिल समूह होते हैं - एंटेना जैसी शाखाओं वाली ओलिगोसेकेराइड श्रृंखलाएं। ये ग्लाइकोसिल समूह एक मान्यता तंत्र से जुड़े हैं।
- झिल्ली के दोनों पक्ष संरचना और गुणों दोनों में एक दूसरे से भिन्न हो सकते हैं।
कोशिका झिल्ली के कार्य:
- पर्यावरण से सेलुलर सामग्री का प्रतिबंध
- "कोशिका - पर्यावरण" सीमा पर चयापचय प्रक्रियाओं का विनियमन
- हार्मोनल और बाहरी संकेतों का संचरण जो कोशिका वृद्धि और विभेदन को नियंत्रित करते हैं
- कोशिका विभाजन की प्रक्रिया में भागीदारी।
एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस।
एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस दो सक्रिय प्रक्रियाएं हैं जिनके द्वारा विभिन्न सामग्रियों को झिल्ली के पार ले जाया जाता है, या तो कोशिकाओं (एंडोसाइटोसिस) में या कोशिकाओं से बाहर (एक्सोसाइटोसिस)।
एंडोसाइटोसिस के दौरान, प्लाज्मा झिल्ली आक्रमण या बहिर्गमन बनाती है, जो तब, बंद होकर, पुटिकाओं या रिक्तिका में बदल जाती है। एंडोसाइटोसिस दो प्रकार के होते हैं:
1. फागोसाइटोसिस - ठोस कणों का अवशोषण। फागोसाइटोसिस को अंजाम देने वाली विशिष्ट कोशिकाओं को फागोसाइट्स कहा जाता है।
2. पिनोसाइटोसिस - तरल पदार्थ (समाधान, कोलाइडल समाधान, निलंबन) का अवशोषण। बहुत छोटे पुटिका (माइक्रोप्रिनोसाइटोसिस) अक्सर बनते हैं।
एक्सोसाइटोसिस एंडोसाइटोसिस की रिवर्स प्रक्रिया है। इस तरह से हार्मोन, पॉलीसेकेराइड, प्रोटीन, वसा की बूंदें और अन्य सेल उत्पाद उत्सर्जित होते हैं। वे झिल्ली से बंधे पुटिकाओं में संलग्न होते हैं और प्लाज़्मालेम्मा तक पहुँचते हैं। झिल्ली फ्यूज और पुटिका की सामग्री दोनों को कोशिका के आसपास के वातावरण में छोड़ दिया जाता है।
झिल्ली के माध्यम से कोशिका में पदार्थों के प्रवेश के प्रकार।
अणु तीन अलग-अलग प्रक्रियाओं से झिल्लियों से गुजरते हैं: सरल प्रसार, सुगम प्रसार और सक्रिय परिवहन।
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सरल प्रसार निष्क्रिय परिवहन का एक उदाहरण है। इसकी दिशा केवल झिल्ली के दोनों किनारों पर पदार्थ की सांद्रता (एकाग्रता प्रवणता) में अंतर से निर्धारित होती है। सरल प्रसार द्वारा, गैर-ध्रुवीय (हाइड्रोफोबिक) लिपिड-घुलनशील पदार्थ और छोटे अपरिवर्तित अणु (उदाहरण के लिए, पानी) कोशिका में प्रवेश करते हैं।
कोशिकाओं द्वारा आवश्यक अधिकांश पदार्थों का परिवहन झिल्ली के माध्यम से परिवहन प्रोटीन (वाहक प्रोटीन) की सहायता से किया जाता है। सभी परिवहन प्रोटीन झिल्ली में एक सतत प्रोटीन मार्ग बनाते प्रतीत होते हैं।
वाहक-सहायता प्राप्त परिवहन के दो मुख्य रूप हैं: सुगम प्रसार और सक्रिय परिवहन।
सुगम प्रसार एक सांद्रता प्रवणता के कारण होता है, और अणु इस ढाल के साथ चलते हैं। हालांकि, अगर अणु चार्ज किया जाता है, तो इसका परिवहन एकाग्रता ढाल और झिल्ली (झिल्ली क्षमता) में समग्र विद्युत ढाल दोनों से प्रभावित होता है।
सक्रिय परिवहन एटीपी की ऊर्जा का उपयोग करके एक एकाग्रता या विद्युत रासायनिक ढाल के खिलाफ विलेय की गति है। ऊर्जा की आवश्यकता होती है क्योंकि पदार्थ को विपरीत दिशा में फैलने की अपनी प्राकृतिक प्रवृत्ति के विरुद्ध चलना चाहिए।
ना-के पंप।
पशु कोशिकाओं में सबसे महत्वपूर्ण और सबसे अच्छी तरह से अध्ययन की जाने वाली सक्रिय परिवहन प्रणालियों में से एक Na-K पंप है। अधिकांश जंतु कोशिकाएं प्लाज्मा झिल्ली के विभिन्न पक्षों पर सोडियम और पोटेशियम आयनों के विभिन्न सांद्रण प्रवणता बनाए रखती हैं: कोशिका के अंदर, कम सांद्रतासोडियम आयन और पोटेशियम आयनों की उच्च सांद्रता। Na-K पंप को संचालित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की आपूर्ति श्वसन के दौरान उत्पन्न ATP अणुओं द्वारा की जाती है। पूरे जीव के लिए इस प्रणाली का महत्व इस तथ्य से प्रमाणित होता है कि एक आराम करने वाले जानवर में इस पंप के संचालन को सुनिश्चित करने के लिए एक तिहाई से अधिक एटीपी खर्च किया जाता है।
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ना-के पंप ऑपरेशन मॉडल।
लेकिन।साइटोप्लाज्म में सोडियम आयन एक परिवहन प्रोटीन अणु के साथ जुड़ता है। |
